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En Cierta Ciencia, de la mano de la genetista Josefina Cano nos acercamos, cada quince días, al trabajo de muchos investigadores que están poniendo todo su empeño en desenredar la madeja de esa complejidad que nos ha convertido en los únicos animales que pueden y deben manejar a la naturaleza para beneficio mutuo. Hablamos de historias de la biología.

Virus. Esos bichos que nos espantan nos han sido de gran utilidad.

Virus y evolución - Cierta Ciencia Podcast - Cienciaes.com

La palabra virus, que en latín significa toxina, veneno, siempre resuena en la cabeza como sinónimo de enfermedad y destrucción. Tal vez no siempre haya sido así y estos organismos, al contrario, hace millones de años hayan participado activamente en procesos evolutivos importantes. Y lo sigan haciendo, tanto que podrían llegar a producir cambios significativos en la especiación animal.

Aunque los virus se reproducen muy rápido y casi siempre con resultados violentos, son tan rudimentarios que muchos científicos ni siquiera los consideran seres vivos. Un virus no es otra cosa que unas hebras de material genético, en su mayoría ADN, envueltas en un paquete de proteínas –un parásito, incapaz de funcionar por su cuenta. Para sobrevivir, debe encontrar una célula para infectarla. Solo en ese momento el virus puede hacer uso de su talento, que no es otra cosa que tomar control de la maquinaria celular y usarla para hacer miles de copias de sí mismo.

Nada ha representado una amenaza tan persistente para la humanidad como las enfermedades virales: el sarampión y la viruela han ocasionado epidemias por miles de años; la viruela podría haber matado a unos quinientos millones de personas sólo en el siglo XX. Sin embargo, esos virus, aunque altamente infecciosos, tienen su impacto limitado por algo tan importante como que si destruyen a su víctima (toda una población por ejemplo), ellos también desaparecen. Por eso, ni siquiera el virus de la viruela tiene el poder evolutivo de influenciar a los humanos como especie, alterar la estructura genética. Para ello se necesitaría que fueran infectadas las células germinales.

Tenemos algo de virus.

Solo los retrovirus, que a cambio de ADN están compuestos de ARN tienen esa posibilidad. Cuando ellos infectan una célula, usan una enzima que cambia el ARN en ADN y lo integran al ADN de la célula para siempre: cuando ésta se divide, el virus se va con ella. Si el virus infecta las células germinales, óvulos o espermatozoides, lo cual es raro, y si el embrión resultante sobrevive, lo que es más raro aún, el virus se vuelve parte del genoma, y se transmitirá como otro rasgo más, igual que el color de los ojos o la predisposición al asma. Su nombre ahora es retrovirus endógeno (RVE).

Cuando la secuencia del genoma humano fue mapeada, los investigadores descubrieron algo que no habían anticipado: nuestro material genético está lleno de fragmentos de retrovirus.

El genoma humano usa menos del 2% para fabricar todas las proteínas necesarias para vivir. Sin embargo el 8% corresponde a retrovirus rotos o desarmados que hace millones de años se las arreglaron para meterse en el ADN de nuestros ancestros. Al igual que los dinosaurios, estos fragmentos virales son fósiles pero a cambio de estar enterrados en la arena, residen dentro de nosotros, cargando un registro de millones de años. Como no sirven para ningún propósito ni ocasionan daño, se los denominó “ADN basura”.

Virus fósiles en el genoma humano.

¿Qué hacen esos fósiles dentro del material genético?

Thierry Hedimann, director del Instituto de virología Gustave Roussy en París, revivió uno de esos retrovirus. Combinando las herramientas de la genética, la virología y la biología evolutiva, él y sus colegas tomaron un virus que se había extinguido hace millones de años, se imaginaron cómo las partes fragmentadas debieron estar alineadas y las juntaron. Después de resucitar el virus, el grupo lo introdujo en células humanas y registró como se insertaba en el ADN celular. Rápidamente se produjo la infección. Hedimann le puso al virus Fénix, en clara referencia al mito.

El experimento fue reproducido por otros investigadores en varios laboratorios del mundo, con diferentes virus. Había nacido la paleo virología. Los resultados derivados abrieron paso al esclarecimiento de diversos campos de investigación, desde la evolución, hasta los del cáncer, pasando por el entender aspectos importantes –que no había sido posible abordar antes– como el funcionamiento del VIH y su acción devastadora en los seres humanos. Anota Hedimman: “El virus Fénix ayudará a saber cómo opera el virus del sida, pero, más que eso ayudara a entender cómo nosotros operamos, y cómo evolucionamos. Muchas personas estudian otros aspectos de la evolución humana. Yo alego que igual importancia tienen los virus en modelar la forma como somos hoy. Mire, por ejemplo, los procesos de la gestación y el nacimiento”.

¿Sin los virus seríamos ovíparos?

Hedimman y otros investigadores sugieren que sin los retrovirus endógenos los mamíferos nunca habrían desarrollado la placenta, que protege al feto y le da tiempo suficiente para madurar.

La placenta es una fábrica poderosa que genera el 70% de la energía necesaria para la formación del cerebro fetal y nos convirtió en vivíparos, un éxito evolutivo que nos situó por encima de los peces, reptiles y aves. Es posible que sin la colaboración de los RVEs todavía estuviéramos empollando huevos.

Hace un centenar de millones de años, los embriones de los mamíferos ancestrales, en lugar de crecer en una cáscara, se convirtieron en parásitos. En el estado de una bola de células, comenzaron a implantarse en las capas del útero. La placenta es un huevo modificado, que tiene como característica la fusión de células, característica compartida con los RVEs.

¡Si Darwin levantara la cabeza!

Robin Weiss, profesor de oncología viral en la universidad de Londres, en 1968 encontró RVEs en los embriones de pollos sanos. Cuando sugirió que ellos no solo eran benignos sino que además pudieron haber cumplido un papel fundamental en el desarrollo de la placenta en los mamíferos, los biólogos moleculares se rieron. “Cuando envié los resultados sobre un nuevo envoltorio endógeno, sugiriendo la existencia de un retrovirus integrado en células normales, el manuscrito fue rechazado en redondo” cuenta Weiss. “Uno de los revisores sentenció que mi interpretación era imposible”. Weiss, quien es responsable de lo mucho que se sabe sobre cómo el virus del sida interactúa con el sistema biológico, no se desanimó. Al contrario, continuó con su trabajo. “Si Charles Darwin reapareciera hoy, tal vez se sorprendería gratamente al saber que compartimos ancestros comunes no sólo con los monos sino también con los virus” dijo hace poco.

Los RVEs se han encontrado en todos los organismos que se han estudiado, en cantidades variables, indicando una correspondencia entre la complejidad y el “registro fósil” viral, mayor en cuanto el organismo se sitúa más arriba en la escala evolutiva.

Qué mejor demostración de que la evolución ha sido un proceso que se ha llevado millones de años y que se puede rastrear como un camino lleno de migas de pan, estas moleculares, que puede llevar hasta los mismos orígenes de la vida en este planeta.

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